熔融沉积成型树状支撑生成算法设计

熔融沉积成型一般以热塑性材料为打印原料,由熔融状态下的熔丝堆积冷却成特定形状.然而熔丝的有效堆积是以下方存在实体模型为基础的,因此需要对熔丝堆积过程中悬空的部分添加支撑结构.首先分析了基于面片倾角的待支撑区域选择方法;然后在切片轮廓的基础上,利用切片分组的思想将三维布尔运算简化处理,降低算法复杂程度,设计了一种新的树状...     

基于熔融沉积成型技术的支撑算法设计

针对现有的熔融沉积成型支撑结构生成算法中耗材量大和结构不合理的缺陷,提出了一种支撑结构的生成算法。试验结果表明,该算法基于熔丝能够悬空的最大长度为判断标准来选择模型上的待支撑区域,能够减少打印耗材和打印时间。     

熔融沉积快速成型的支撑优化工艺方法研究

熔融沉积成型技术(Fused deposition modeling,FDM)近年来在多个领域得到了广泛的应用,但制造过程中的悬空结构需要通过添加支撑用来支持悬空部分使成型过程顺利进行。而支撑结构不仅浪费成型材料,降低成型效率,最后在去除支撑结构时也会破坏制件的表面质量。因此从FDM技术的工艺特点出发,以减少使用支撑结构为目标,通过优化过程规划的工艺参数,提出一种针对熔融沉积成型技术的自适应支撑优化工艺方法。结果表明该方法有效地减少了支撑的使用量。     

熔融沉积成型中对自适应分层方法的改进及实验研究

目前,熔融沉积成型技术中提出了各种自适应分层算法来改善成型效率和成型精度无法兼顾的缺点。其中,基于STL模型三角面片法向量的自适应分层算法存在以下问题:如果三角面片法向量与分层方向间的夹角过大或过小,这一算法无法实现层厚随着法向量与分层方向之间夹角的变化而自适应变化。为此,本文应用归一化的方法对其进行改进,将模型等厚分层后再根据归一化的原理确定每一层的自适应层厚值;其次基于MATLAB对这一自适应分层算法及其改进算法进行仿真;最后在熔融沉积实验平台上对其进行实验验证。实验结果表明,相对于原始算法,改进算法的自适应分层效果显著提高,且零件成型效率上升了22%,成型精度上升了29%,切实有效。     

熔融堆积成型系统中结构自动生成算法的研究

在熔融堆积成型系统中,零件原型的制作是靠热喷头挤出热熔丝逐层堆积成型的,因此,在零件原型的成过程中,支撑结构的生成是不可避免的。通过利用截面轮廓区域的自动识别、多边形区域的布尔运算以及多边形轮廓的OFFSET运算等几种关键算法,提出了SW2501快速成型系统中支撑结构的自动生成算法。该算法实际应用效果较好。     

基于熔融沉积成型的一种近无支撑分体打印方法的研究

研究一种模型分解方法,以解决熔融沉积成型(Fused Deposition Modeling,FDM)过程中由于需要生成额外的支撑结构,从而导致打印物体表面质量不佳、材料浪费和打印时间长等问题.利用三自由度单喷头FDM打印机对选定的3种模型(人头、六面锥体和树袋熊)进行分体打印,验证了该模型分解方法的可行性.通过与传统整体打印工艺进行对比,基于该模型分解方法的分体打印工艺实现了近无支撑彩色打印,并且打印材料大幅减少,表面质量较传统整体打印工艺有很大改善.分体打印工艺对FDM技术真正实现高质量无支撑打印多悬垂结构物体具有极强的指导意义和参考价值.     

熔融挤压快速成型中支撑工艺的研究

针对单喷头的熔融挤压快速成型制作成型件的特点,必须保证能很好地去除支撑才能得到制件的要求,对熔融挤压快速成型中支撑工艺进行了研究。支撑关系到零件的加工成败、加工时间和表面质量等,提出了支撑的一些生成原则和设置辅助支撑的作用。根据挤出丝的截面形状,建立了支撑丝宽的数学模型,对生成支撑的重要工艺参数进行了分析,结果表明:栅格宽度w较出料速度v对支撑间的间隙L0影响要大,但当层高h由0.2 mm变为0.1 mm时,栅格宽度对支撑间间隙的影响基本不变,而出料速度对支撑间间隙的影响成倍增长,并进行了实验验证。     

熔融沉积成型中的原型翘曲变形分析

熔融沉积成型(FDM)是一种典型的快速成形(RP)技术。该文以熔融沉积成型过程中制件的翘曲变形为研究对象,分析了层间应力和翘曲变形产生的根源及其作用机理,建立了原型的翘曲变形模型。通过对模型的分析,定量地分析了沉积层数、环境温度、材料的线收缩率等工艺参数对原型翘曲变形的影响,并提出了减小原型翘曲变形的相应措施。     

低温金属熔融沉积成型工艺研究

根据熔融沉积成型(FDM)工艺制造原型高效快速,原材料适应性广的特点,提出了以低温金属代替热塑性材料实现原型制造的方法,探究以低温金属为材料的熔融沉积成型工艺特点和各工艺参数对沉积成型质量的影响,并在此基础上开发了低温金属三维打印系统。实验以Sn99.3Cu0.7金属丝为材料,设计并实现了单层沉积和多层沉积实验。实验证明:通过优化低温金属三维打印系统运动参数,能够得到质量较好的单层金属线和三维金属模型,验证了低温金属熔融沉积成型工艺在PCB制版和金属三维成型方面应用的可行性,并根据实验结果提出了后续技术发展应重点解决的问题。     

熔融沉积快速成型工艺过程分析及应用

介绍熔融沉积快速成型技术的基本原理,分析成型工艺过程的技术特点。从机械系统和控制系统等主要组成部分论述了熔融沉积成型设备的整体构造。以一个深沟球轴承为研究案例,详细地论述了成型件的具体加工过程并在MEM320A快速成型机上加工出ABS材料的实物。最后,探讨了熔融沉积快速成型技术在产品设计、功能展示、样品制造和生物医学等领域的应用情况,同时展望了该技术在未来的发展前景。     

熔融沉积制造的热学模型和工艺控制研究

论述熔融沉积制造（ＦＤＭ）技术的成形机理;建立ＦＤＭ工艺堆积成形过程的传热模型,并对这类边界移动的传热模型采用数值解的方法求出在成形过程中层间对应位置上的温度分布情况,为分析粘结效果提供直接理论依据,通过实际成形实验,验证控制成形面散热条件对成形质量的作用。     

FDM工艺中的尺寸补偿

分析了不同的挤出速度情况下丝的截面模型,计算出相应的理论丝宽值,并进行了丝宽尺寸补偿。在对原型件的尺寸补偿上,综合考虑了各方面的影响因素,得出了正确的补偿量计算公式,并得到了试验结果的证实。     

熔融沉积成型3D打印机混色装置的研究

当前基于熔融沉积成型的桌面级3D打印机的大部分打印头装置只能打印一种颜色的耗材,打印出来的物体颜色单一,为了解决这一问题,在分析了整个3D打印头装置的基础上,运用TRIZ理论对3D打印头进行了创新设计,设计出一种双进料单挤出的打印头装置,该打印头装置能将两种颜色的耗材融化混合,并从同一喷嘴挤出,实现混色打印。运用UG有限元模块对所设计机构进行了温度场的模拟分析,最终对装置进行了试验,验证了温度场分析的正确性,达到了混色要求,为3D打印机混色装置的进一步研究提供了理论依据。     

熔融沉积成型工艺中构建时间的研究

为了解决熔融沉积成型制造中存在零件原型构建时间过长的问题,本文在研究了零件原型构建时间产生机理的基础上,给出了构建时间的理论计算方法并分析了影响构建时间的因素。以不同边长的实心立方体为例,通过理论计算得到的构建时间与实验所用构建时间相对比,分析了产生时间差值的影响因素,得出了零件原型体积与构建时间的数学关系式,进一步为缩短零件原型构建时间提供了研究方向。     

熔融沉积式3D打印切片轮廓路径优化算法

在研究3D打印切片过程中,针对当前存在打印效率低、加工时间长等问题,提出一种熔融沉积式3D打印切片轮廓路径优化算法.该算法采用一种改进的最短距离法确定各个轮廓的打印起始点,并将蚁群算法与遗传算法有效结合,形成一种改进的蚁群算法模型,最后应用到3D打印切片轮廓路径规划中,求出单层轮廓的最优打印顺序.通过与传统切片软件Cu...     

一种熔融沉积3D打印的高性能超材料吸波结构

高性能超材料吸波结构是近年学术界和工程界研究的热点,它通过单元结构的周期阵列排布形成吸波超材料结构,实现超材料的吸波层与自由空间的阻抗匹配,大幅提高对电磁波的吸收率,在隐形技术、通信天线及微波成像等军事和民用领域具有广阔的应用前景。基于超材料阻抗匹配原理,提出了熔融沉积3D打印技术制备超材料吸波结构的方法,实现了一种由聚乳酸（Polylactic acid,PLA）单元空腔和具有优异电磁特性的蒸馏水复合组成的超材料结构的精确设计与制造,获得了在8.2~30.0 GHz电磁波频带内具有90%以上吸波率的高性能超材料吸波结构。研究表明该超材料结构还具有良好的极化无关和宽角度吸波特性。所设计制造的超材料吸波结构具有性能强、厚度薄、质量小等诸多优异的特性,为推动高性能吸波结构的深入研究提供了一种新的思路。     

熔融沉积快速成型工艺的原理及过程

快速成型技术中的熔融沉积造型(FDM)工艺由于设备费用较低、材料利用率较高而在实际生产中得到广泛的应用。介绍了FDM的工艺原理和工艺过程，并指出该工艺的特点及应用范围。